安徽省黃山市歙縣南源水電站山畝印移民安置點(diǎn)受損房屋及擋土墻工程地質(zhì)調(diào)查分析

摘要：本文以歙縣南源水電站山畝印移民安置點(diǎn)受損房屋及擋土墻為例，調(diào)查受損房屋及擋土墻的特征和危害，研究分析地質(zhì)災(zāi)害成因、特征，并對(duì)擋土墻進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，分析受損房屋主要致災(zāi)原因，對(duì)下一步工作進(jìn)行建議。

關(guān)鍵詞：房屋受損；擋土墻；地質(zhì)條件；原因分析

1.工程概況

安徽省黃山市歙縣南源水電站山畝印移民安置點(diǎn)位于長(zhǎng)陔鄉(xiāng)長(zhǎng)陔村山畝印，移民安置點(diǎn)建房始于2009年，2017年結(jié)束，山畝印安置點(diǎn)目前共有25戶110人。2019年7月13日，突發(fā)暴雨，降雨過(guò)后安置點(diǎn)內(nèi)5戶村民房屋地基出現(xiàn)不同程度的開(kāi)裂和傾斜。

目前，基礎(chǔ)沉降及房屋開(kāi)裂尚未穩(wěn)定，經(jīng)我隊(duì)監(jiān)測(cè)有不斷發(fā)展趨勢(shì)，如遇短時(shí)大暴雨或長(zhǎng)時(shí)間大雨，則可能產(chǎn)生更大規(guī)模的房屋變形甚至倒塌，直接威脅該村5戶20多名村民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全，威脅資產(chǎn)約200萬(wàn)元。

2.自然地理及場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

2.1地理位置

調(diào)查區(qū)位于歙縣長(zhǎng)陔鄉(xiāng)長(zhǎng)陔村山畝印，街王公路（X001）自西向東穿過(guò)調(diào)查點(diǎn)，南距水庫(kù)河道最近約30m，交通較為便利（圖1）。調(diào)查區(qū)中心坐標(biāo)為：東經(jīng)118°32′24″，北緯29°39′4.5″。

2.2氣象、水文

調(diào)查區(qū)地處亞熱帶，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。每年5月～6月，夏季風(fēng)到達(dá)皖南地區(qū)，滯留該區(qū)達(dá)一個(gè)半月左右，形成皖南的梅雨期，該梅雨期帶來(lái)該地區(qū)充沛的降水。該地區(qū)降水集中，最強(qiáng)日降雨量可達(dá)205.5mm/d，易引發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

根據(jù)氣象部門(mén)提供的2019年7月13日的降水資料：7月6日～15日，長(zhǎng)陔鄉(xiāng)累計(jì)降水量284.7mm，期間降水天數(shù)達(dá)10天；8日～15日出現(xiàn)連續(xù)降雨天氣，其中13日日降水量達(dá)152.8mm/d，小時(shí)雨強(qiáng)27.7mm/h，凌晨至上午降雨較集中。

2.3地形地貌

山畝印移民安置點(diǎn)位于街源河上游，南源水庫(kù)北岸。移民安置點(diǎn)坐北朝南，一級(jí)斜坡帶標(biāo)高為393m，安置點(diǎn)標(biāo)高為335m。移民安置點(diǎn)原始地貌為溝谷，溝谷中原為耕地，少量為水稻田；經(jīng)場(chǎng)地平整后，及坡前擋墻砌筑后，變?yōu)槠降亍?/p>

調(diào)查區(qū)總體北高南低，北側(cè)山體為茶園，少量耕地及林地，街王公路（X001）從西向東穿過(guò)村莊。

受損房屋東西兩側(cè)原地形為山坡，中部為山谷，山谷北南向，常年流水，向南匯入河谷；后南源水庫(kù)搬遷，在此設(shè)置安置點(diǎn)，對(duì)山谷進(jìn)行挖高填低，平整場(chǎng)地。

2.4地質(zhì)構(gòu)造

調(diào)查區(qū)位于白際嶺火山島弧帶中，江灣—街口韌性剪切帶的北西側(cè)，本區(qū)及附近經(jīng)歷過(guò)多期次的構(gòu)造活動(dòng)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)野外調(diào)查，調(diào)查區(qū)及其附近未發(fā)現(xiàn)斷裂、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造形跡。

2.5場(chǎng)地工程地質(zhì)

根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查、鉆孔揭露、原位測(cè)試及巖土芯觀測(cè)，本次勘探深度范圍內(nèi)，自地面向下各層分別為：①素填土層，②強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖層，③中風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖層。鉆孔揭露層面最高處標(biāo)高為327.51m，見(jiàn)于ZK9號(hào)孔；層面最低處標(biāo)高為315.00m，見(jiàn)于ZK11號(hào)孔；平均標(biāo)高為319.18m。

2.6地基巖土物理力學(xué)指標(biāo)分析

本次調(diào)查，對(duì)場(chǎng)地①素填土、②強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖層在現(xiàn)場(chǎng)做了相關(guān)試驗(yàn)，對(duì)場(chǎng)地③中風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖層進(jìn)行了室內(nèi)飽和巖石單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。根據(jù)《巖土工程勘查規(guī)范》（GB50021-2001）2009年版的有關(guān)規(guī)定，對(duì)場(chǎng)地地基巖土的主要物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行分析、計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果詳見(jiàn)表1。

結(jié)合表1對(duì)場(chǎng)地地層進(jìn)行評(píng)價(jià)：

①素填土層：松散，均勻性差，厚度變化大，高壓縮性，工程特性差；

②強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖層：密實(shí)，分布不均勻，埋深變化大，承載力高；

③中風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖層：層面起伏，埋深變化大，低壓縮性，承載力高。

巖土參數(shù)建議（表2）：

由表2可知，場(chǎng)地素填土層與下臥巖層，力學(xué)性質(zhì)差異極大；剖面圖可見(jiàn)填土地面的天然坡度>20%，穩(wěn)定性較差。綜合判定場(chǎng)地地基為不均勻地基。

2.7場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地地下水類(lèi)型為潛水，勘查期間地下水埋深4.15m～ 14.50m，標(biāo)高315.50m～330.06m。

根據(jù)附近資料，場(chǎng)地地下水和地基土對(duì)混凝土及鋼筋混凝土中的鋼筋有微腐蝕性。

根據(jù)調(diào)查區(qū)附近相關(guān)資料，地下水的補(bǔ)、徑、排條件如下：

大氣降水一部分經(jīng)地表徑流匯入地面排水系統(tǒng)，另一部分經(jīng)地表下滲，補(bǔ)給地下水。徑流方向受地形條件控制，在徑流過(guò)程中，部分被蒸發(fā)。地下水補(bǔ)給主要以大氣降水補(bǔ)給為主，季節(jié)上表現(xiàn)為春夏汛期降水多，地下水水位高；秋冬季降水少，地下水水位低。

經(jīng)鉆孔揭露，鉆孔存在淤泥質(zhì)土夾層，沿夾層連線坡度與下側(cè)原自然地面坡度基本一致；在擋土墻底部砌石擋墻處，有地下水滲流點(diǎn)出露。由此可見(jiàn)，地下水滲流方向與山體巖面傾向基本一致。

3.受災(zāi)點(diǎn)房屋及擋土墻現(xiàn)狀特征

山畝印移民安置點(diǎn)房屋多建于2009年，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)走訪調(diào)查，房屋建成后便有發(fā)現(xiàn)裂縫，規(guī)模及裂縫寬度較小，多年來(lái)變形發(fā)展緩慢。

2019年7月以來(lái)連日降雨，初期雨量較小，房屋并未發(fā)生明顯變化；至7月13日，突降大到暴雨，降雨量達(dá)152.8mm，小時(shí)雨強(qiáng)27.7mm/h，凌晨至上午降雨較集中。房屋變形發(fā)生在上午8時(shí)，房屋墻體發(fā)出“咔、咔”的聲音，可見(jiàn)房屋瓷磚、墻面開(kāi)裂掉塊，紗窗變形掉落。貼紙簡(jiǎn)易觀測(cè)結(jié)果顯示，第2天變形仍在持續(xù)。

圖2右側(cè)砌石擋土墻開(kāi)裂變形非常嚴(yán)重，豎向裂縫已上下貫穿，砌塊斷裂，墻體錯(cuò)動(dòng)；圖2中部圖示位置有一滲水點(diǎn)，雨后滲水不斷；圖2左上角混凝土擋墻部位，稍有鼓脹變形，墻頂平臺(tái)有細(xì)小裂縫分布；另?yè)跬翂敻綄俜课荩行绷芽p發(fā)育，裂縫最寬處約0.5cm，長(zhǎng)2m～3m，向擋墻側(cè)傾斜。

4.災(zāi)害原因及受損估算分析

綜合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、測(cè)繪、地質(zhì)調(diào)查和工程地質(zhì)鉆探綜合分析，可知：

4.1地形地貌及填土層物理力學(xué)性質(zhì)

4.1.1移民安置點(diǎn)原始地形為溝谷，溝谷走向近南北向，原始溝谷深度達(dá)9m～15m，受損房屋橫跨溝谷。因此，受損房屋基礎(chǔ)盡管都位于素填土之上，但是房屋前后及左右填土層厚度差異很大。各戶填土層厚度變化見(jiàn)表3：

4.1.2填土層的物理力學(xué)性能差

素填土地基具有高壓縮性、土質(zhì)松散，在房屋自重作用下總體沉降量大，地基易失穩(wěn)傾斜。

素填土和巖石（低壓縮性、密實(shí)）組合地基：相同荷載下，素填土的沉降量是巖石地基的5倍～10倍，兩者沉降差巨大，房屋結(jié)構(gòu)易開(kāi)裂變形。

4.1.3街王公路（X001）車(chē)輛震動(dòng)對(duì)填土層的影響

受損房屋前為街王公路（X001），多年來(lái)車(chē)輛不斷經(jīng)過(guò)；在動(dòng)荷載的作用下，房屋前的素填土層不斷振動(dòng)密實(shí)，加大了房屋前后土層的差異性。

4.2場(chǎng)地平整、坡后截水溝缺失及高填方建筑場(chǎng)地告之義務(wù)的缺失

4.2.1場(chǎng)地平整：根據(jù)地質(zhì)鉆探，場(chǎng)地填土層呈松散狀態(tài)，未經(jīng)分層碾壓，不能作為基礎(chǔ)持力層。

4.2.2根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估報(bào)告：山谷后應(yīng)修建環(huán)狀截水溝，但該工程未施工，僅修建了排水溝；溝谷匯水面積約5381㎡，雨水下滲沿原溝谷排泄，在擋土墻前排出，形成地下暗河。地質(zhì)鉆探顯示在下部有淤泥土存在，顯示降雨所引發(fā)的地下水的潛蝕作用，破壞了填土層的完整性。

4.2.3高填方建筑場(chǎng)地，作為業(yè)主應(yīng)主動(dòng)告之移民安置戶，做好高填方地基處理的相關(guān)注意事項(xiàng)。

4.3強(qiáng)降雨對(duì)移民安置點(diǎn)房屋的影響

2019年7月13日的暴雨天氣，是本次歙縣長(zhǎng)陔鄉(xiāng)南源水庫(kù)山畝印移民安置點(diǎn)房屋大范圍損壞的直接誘發(fā)因素。

這是一個(gè)由量變引起質(zhì)變的過(guò)程。在長(zhǎng)期地表水、雨水的潛蝕和滲流作用下，土體細(xì)顆粒被帶走，孔隙不斷增大，土體力學(xué)性質(zhì)不斷下降，直至達(dá)到上部房屋結(jié)構(gòu)的臨界受力狀態(tài)。在本次大量雨水滲入和浸泡下，填土地基進(jìn)一步軟化，承載力進(jìn)一步降低，已處于臨界狀態(tài)的房屋結(jié)構(gòu)突破臨界值，發(fā)生下沉、開(kāi)裂和傾斜。

4.4受損擋土墻估算與分析

由地層鉆孔剖面圖3可知：該段受損墻體高約10m，填土層底面∠20°左右，層面較陡；暴雨情況下，墻后土體飽和，主動(dòng)土壓力增大，在擋土墻拐角處，發(fā)生應(yīng)力集中，使該處擋土墻墻體發(fā)生開(kāi)裂、位移破壞。根據(jù)圖3剖面建立臨界模型，采用直線滑動(dòng)和主動(dòng)土壓力分別進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料和剖面反演相結(jié)合，對(duì)土體參數(shù)取值素填土，r=18.0kN/m3，C=12kPa，φ=15°。

經(jīng)過(guò)估算，暴雨工況下，土體沿著軟土夾層界面滑動(dòng)，安全系數(shù)取1.0，計(jì)算剩余下滑力0kN。主動(dòng)土壓力為698.1kN/m。

地層鉆孔剖面圖3估算，暴雨工況下，土體沿著巖土界面滑動(dòng)，安全系數(shù)取1.0，計(jì)算剩余下滑力約為145.574kN/m。主動(dòng)土壓力為291.628kN/m。

5.建議

5.1鑒于現(xiàn)場(chǎng)房屋受損嚴(yán)重，存在重大安全隱患。為保證安全，居住在其內(nèi)的村民必須立即搬遷，禁止人員居住；對(duì)受損擋土墻位置設(shè)置警示牌，禁止人員進(jìn)入威脅范圍內(nèi)，并在公路通過(guò)兩端設(shè)置警示標(biāo)志。5.2由于房屋變形尚未穩(wěn)定，建議委托有資質(zhì)的單位對(duì)房屋沉降、位移、傾斜等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。5.3委托有房屋鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行房屋鑒定，根據(jù)鑒定結(jié)果，采取相應(yīng)的處理措施。5.4由于擋墻已經(jīng)破壞，應(yīng)進(jìn)行加固或重建，建議進(jìn)一步按邊坡治理工程進(jìn)行勘查設(shè)計(jì)。

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